中子星是怎樣形成的,中子星是怎麼形成的?

2022-03-09 20:13:52 字數 5373 閱讀 3293

1樓:匿名使用者

恆星演化的一種結果,其質量不足以塌縮成黑洞,它在塌縮時,將電子壓縮排原子核,負電的電子 與 原子核中正電的質子 合成 不帶電的中子,這就是中子星;

可以說,中子星幾乎是原子核的集合體(而且都是不帶電的原子核,即原子核完全有中子組成,沒有質子),原子核之間幾乎緊緊挨在一起,因而其密度十分巨大。

2樓:宇宙空間飛船

中子星是如何形成的?

3樓:

恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星**之後,可能成為的少數終點之一。即質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於恆星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。

希望對你有幫助~

4樓:原來我就是路飛

中子星,又名波霎(注:脈衝星都是中子星,但中子星不一定是脈衝星,我們必須要收到它的脈衝才算是。)是恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星**之後,可能成為的少數終點之一。

簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於恆星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。

中子星是怎麼形成的?

5樓:中地數媒

中子星是處於演化後期的恆星,它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星,其質量更大罷了。根據科學家的計算,當老年恆星的質量大於十個太陽的質量時,它就有可能最後變為一顆中子星,而質量小於十個太陽的恆星往往只能變化為一顆白矮星。

對於中子星內部的密度高達10的16次方克/立方厘米的物態,目前有三種不同的看法:①超子流體;②固態的中子核心;③中子流體中的π介子凝聚。在極高密度下,當重子核心彼此重疊得相當緊密時(這種情形有可能出現於大質量中子星的中心部分),物質的性質怎麼,是一個完全沒有解決的問題。

中子星的質量下限約為0.1太陽質量,上限在1.5~2太陽質量之間。

中子星半徑的典型值約為10公里。密度最低的固態表面是高密度的鐵。

中子星另一個重要特徵是存在強度極高的磁場,超過10的12次方高斯,它使表層的鐵聚合成長長的鐵原子鏈:每個原子都被壓縮並沿磁場被拉長,而且首尾相接,形成從表面向外伸出的「須狀物」。在表面以下,由於壓力太高,單個原子不能存在。

它使中子星沿著磁極方向發射束狀無線電波(射電波)。中子星自轉非常快,能達到每秒幾百轉。中子星的磁極與兩極通常不吻合,所以如果中子星的磁極恰好朝向地球,那麼隨著自轉,中子星發出的射電波束就會象一座旋轉的燈塔那樣一次次掃過地球,形成射電脈衝。

人們又稱這樣的天體為「脈衝星」。

6樓:宇宙探索飛船

中子星是如何形成的?

中子星是怎麼形成的

7樓:宇宙探索飛船

中子星是如何形成的?

8樓:匿名使用者

在形成的過程方面,中子星同白矮星是非常類似的。當恆星外殼向外膨脹時,它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產生的高溫下發生一系列複雜的物理變化,最後形成一顆中子星核心。

而整個恆星將以一次極為壯觀的**來了結自己的生命。這就是天文學中著名的「超新星爆發」。

9樓:夢迴橄欖綠

中子星的形成

1.中子星的結構

中子星,是一種主要由中子以及少量的質子、電子所組成的超密恆星。2023年發現中子後不久,朗道就提出可能存在由中子組成的緻密星。2023年巴德和茲威基也分別提出了中子星的概念,而且指出中子星可能產生於超新星爆發。

2023年英國射電天文學家休伊什和貝爾等發現了脈衝星。不久,就確認脈衝星是快速自轉的、有強磁場的中子星。圖5-1是典型中子星的結構示意圖。

它的外層為固體外殼,厚約1千米,密度為1011~1014克/釐米3,主要是由各種原子核組成的點陣結構和自由電子氣。外殼內是一層主要由中子組成的流體,其密度大約為1014~1015克/釐米3,在這一層中還有少量的質子、電子和μ介子。對於中子星中心部分的密度高達1016克/釐米3的物態,目前還存在著三種不同的觀點:

(1)認為是超子(一種質量大於核子質量的粒子)流體;(2)是固態的中子核心;(3)是中子流體中的π介子凝聚。

中子星不僅密度高達1億噸每立方厘米以上,而且它的磁場強度也高達1億特斯拉以上。中子星的體積很小,它的半徑的典型值約為10千米。中子星的質量下限約為0.

1太陽質量,上限為1.5~2個太陽質量。

中子星是由恆星演化而來的。關於中子星的形成,許多人認為:某些處於演化晚期的恆星,在其內部發生極其激烈的核**,隨後又急劇收縮,恆星的內部產生極大的壓力,把原子外層電子擠壓到原子核內,核內的質子與電子結合,形成異常緊密的中子結構物質,這時這顆恆星就演變成為中子星。

銀河系中著名的氣體星雲——蟹狀星雲的中心星就是一顆中子星(脈衝星)。中子星是目前已知的恆星中最小的。由於中子星的體積很小,所以不能用熱輻射接受器觀測到。

但接收到它們的射電脈衝,在研究脈衝星和雙星x射線源時發現了它們。

2.物質的簡併態

什麼叫「簡併態」?我們知道,原子是由原子核和電子組成的,原子的質量絕大部分集中在原子核上,而原子核的體積很小。比如氫原子的半徑為一億分之一釐米,而氫原子核的半徑只有十萬億分之一釐米。

假如核的大小象一顆玻璃球,則電子軌道將在兩公里以外。在巨大的壓力之下,電子將脫離原子核,成為自由電子氣體。它們將儘可能地佔據原子核之間的空隙,從而使單位空間內包含的物質也將大大增多,密度大大提高了。

形象地說,這時原子核是「沉浸於」電子中。一般把物質的這種狀態叫做「簡併態」。這種被壓縮於原子核周圍的電子氣體,稱為簡併電子氣體。

處於簡併態的物質主要是由如下兩部分組成:一是由各種原子核組成的點陣結構;二是自由電子氣。

3.簡併態臨界壓力和中子態臨壓力

當壓力剛好使受原子核束縛的電子轉變成自由電子時,物質就會進入簡併態的臨界狀態。我們稱這個壓力為簡併態的臨界壓力,用pw0來表示。當壓力超過pw0並使自由電子和質子結合為中子時,我們稱這個壓力為中子態的臨界狀態,用pw1來表示。

用p來表示物質所受到的壓力。當ppw0時,物質就可以進入簡併態。p值越大,自由電子氣的壓力就越大,它的濃度就越高,物質的密度就會越大。

當p=pw1時,自由電子氣的濃度達到最大值。當p>pw1時,自由電子與質子結合成中子,物質進入中子態。

物質的正常狀態和簡併態是可以互相轉變。當p從小於pw0變為大於pw0時,物質可以從正常狀態轉變成簡併態。相反,當p從大於pw0變為小於pw0時,物質也可以從簡併態轉變成正常狀態。

但簡併態和中子態卻不能相互轉變。因為在中子態下,自由電子與質子結合成中子,原子的結構發生了質變。而在簡併態下,原子的結構並未發生這種質變。

我們用v0來表示1克物質在正常狀態時的體積,用v1來表示1克物質在簡併態時的體積,用v2來表示1克物質在中子態時的體積。那麼,v0=1011~1014v1,v1≈10v2。也就是說,當物質從簡併態轉變為正常狀態時,它的體積就會在極短時間內膨脹1億倍以上。

4.超新星的**

我們把恆星分成四個區域。一是核心區域,稱之為a區,其半徑約為恆星半徑的1/4。二是中間區域,稱之為b區,其範圍在恆星半徑的1/4到1/2之間。

三是外殼,稱之為c區,其範圍在恆星半徑的1/2到1之間。四是大氣層。

現在我們只討論質量比太陽大三倍以上的恆星。這種恆星的引力十分巨大,a區內的物質將會承受巨大的壓力。當恆星從壯年期進入老年期時,a區內的氫將全部聚變為氦,氦聚變成炭等,a區的半徑逐漸收縮。

巨大的引力可以迫使a區的物質進入簡併態。之後,氫的聚變區上移至b區。當b區內的氫消耗完畢時,b區逐漸收縮,也進入簡併狀態。

暗能量每10億年按5.3%的比例衰退,引力則每10億年按約9%的比例衰退,詳情請看「暗能量的衰退」。當引力衰退到一定的程度,使得作用在b區表面的壓力p

結果,這些物質的體積就會在剎那之間膨脹1億倍以上。恆星的外殼就會被這種強大無比的膨脹之力衝開,從而導致恆星的**。這就是超新星**的真實原因。

4.中子星的形成

恆星**時會產生巨大的反作用力。它可以把b區的剩餘物質和a區物質壓縮成中子態。這時,恆星的質量損失了一半以上,恆星的半徑也減少了10萬倍左右,巨大的恆星就只餘下一個星核。

恆星的自轉動能e=mv2/2≈m(ωr/2)2/2。由於星核的半徑是恆星半徑的10萬分之一倍左右,所以,星核的自轉動能比**前恆星的動能減少了1億倍以上。另一方面,恆星**後,星核周圍的暗能量並未減少,巨大的恆星旋渦場收縮到星核的半徑範圍內。

在強大的暗能量推動下,星核會越轉越快,其自轉動能會不斷增大。當星核的自轉角速度增大1億倍左右時,它的自轉動能大約與暗能量平衡。這時,暗能量再無力量加快星核的自轉,雙方就保持著一種平衡狀態。

結果,恆星**後,星核就變成了一顆中子星,其自轉角速度能達到每秒幾百轉。

推論1:50億年後,白矮星將會發生**。因為暗能量和引力會繼續衰退。當引力衰退至p

推論2:單箇中子星不會發生**。因為暗能量的衰退只能使中子星的自轉速度變慢,而不能使引力變小。

中子星是如何形成的?

10樓:拉託妮

恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星**之後,可能成為的少數終點之一。簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時塌縮形成的一種介於恆星和黑洞的星體,其密度比地球上任何物質密度大相當多倍。恆星在核心的氫於核聚變反應中耗盡,完全轉變成鐵時便無法從核聚變中獲得能量。

失去熱輻射壓力支撐的外圍物質受重力牽引會急速向核心墜落,有可能導致外殼的動能轉化為熱能向外爆發產生超新星**,或者根據恆星質量的不同,整個恆星被壓縮成白矮星、中子星以至黑洞。白矮星被壓縮成中子星的過程中恆星遭受劇烈的壓縮使其組成物質中的電子併入質子轉化成中子,直徑大約只有十餘公里,但上頭一立方厘米的物質便可重達十億噸,且旋轉速度極快,而由於其磁軸和自轉軸並不重合,磁場旋轉時所產生的無線電波可能會以一明一滅的方式傳到地球,有如人眨眼,故又譯作波霎。

中子星是如何的演化的?

11樓:易書科技

同白矮星的形成過程一樣,中子星是處於演化後期的恆星,它也是在老年恆星的中心形成的。只不過能夠形成中子星的恆星,其質量更大些罷了。根據科學家的計算,當老年恆星的質量大於10個太陽的質量時,它就有可能最後變為一顆中子星,而質量小於10個太陽的恆星往往只能變化為一顆白矮星。

中子星的前身一般是一顆質量比太陽大8倍的恆星。超新星**坍縮過程中產生的巨大壓力,使該恆星的物質結構發生巨大的變化。在這種情況下,不僅原子的外殼被壓破了,就連原子核也被壓破了。

原子核中的質子和中子便被擠出來,質子和電子擠到一起又結合成中子。最後,所有的中子擠在一起,形成了中子星。

中子星是恆星演化到末期,經由重力崩潰發生超新星**之後,可能成為的少數終點之一。簡而言之,即質量沒有達到可以形成黑洞的恆星在壽命終結時坍縮形成的一種介於恆星和黑洞的星體。

中子星並不是恆星的最終狀態,它還要進一步演化。由於它溫度很高,能量消耗也很快,因此,它通過減慢自轉以消耗角動量維持光度。當它的角動量消耗完以後,中子星的結局跟白矮星一樣,將變成不發光的黑矮星。

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